報告書番号

T93018

タイトル（和文）

高温構造材料のクリープ疲労損傷メカニズムの解明（第１報）－走査電子顕微鏡内クリープ疲労試験による微小き裂発生・成長挙動の把握－

タイトル（英文）

CLARIFICATION OF CREEP-FATIGUE DAMAGE MECHANISM OF HIGH-TEMPERATURE STRUCTURAL MATERIALS.(I:CONTINUOUS OBSERVATION OF MICROCRACK INITIATION AND PROPAGATION BY CREEP-FATIGUE TESTS BY SEM.)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高温で使用される機器・構造物では、その形状、使用条件に依存してクリープ疲労損傷が問題となる。局所的に進行するクリープ疲労損傷を定量的に評価するためには、クリープ疲労条件下の微視的損傷メカニズムを明らかにすることが必要不可欠である。本研究では、ＦＢＲ構造材料を対象にクリープ疲労損傷中断試験片を作製し、クリープ疲労損傷の進行と微視組織の変化を調べるとともに、ＳＥＭ内高温疲労試験機を用いて疲労、クリープ、クリープ疲労試験を実施し、損傷過程における微小亀裂の発生・成長挙動の連続観察を行った。その結果、クリープ疲労においてはクリープに比べキャビティの発生が著しく、損傷が増大するに連れて材料の表面および内部におけるキャビティ、微小き裂の数も増大していた。また、ＳＥＭ内試験より低応力下のクリープ疲労においては、表面に多数発生した１結晶粒サイズの微小き裂の伝ぱ速度は遅く、それらは開口・合体によって全体的

概要 （英文）

CREEP-FATIGUE DAMAGE PROGRESSES IN MOST COMPONENTS AND STRUCTURES DEPENDING ON THEIR FORM AND SERVICE CONDITIONS. IT IS NECESSARY TO CLARIFY THE MICRODAMAGE MECHANISM UNDER CREEP-FATIGUECONDITIONS TO QUANTITY LOCAL CREEP-FATIGUE DAMAGE. THE RELATIONSHIP BETWEEN CREEP DAMAGE EVOLUTION AND MICROSTRUCTURE CHANGES WAS EXAMINED USING CREEP AND CREEP-FATIGUE DAMAGED MATERIAL. FATIGUE, CREEP AND CREEP-FATIGUE TESTS WERE PERFORMED WITH A SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) TO OBSERVE MICROCRACK INITIATION AND PROPAGATION AT THE SPECIMEN SURFACE. THERE WERE MOVE INITIATION CAVITIES IN CREEP-FATIGUE THAN IN CREEP, AND THE NUMBERS OF CAVITIES AND MICROCRACKS ON AND BELOW THE SURFACE INCREASED WITH INCREASING CREEP-FATIGUE DAMAGE. SEM TESTS SHOWED THAT THEPROPAGATION RATE OF SINGLE-GRAIN MICROCRACKS INITIATED AT THE SURFACE WAS SLOW AT LOW-STRESS LEVLES, AND THAT THE DAMAGE EXTENDED TO THE WHOLE SURFACE AS A RESULT OF CRACK OPENING AND COALESCING BEFORE FAILURE.

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